8.4 Шихта

8.4.1 Состав шихты

Шихта должна удовлетворять определенным требованиям по химическому составу и физическим свойствам (гранулометрический состав, влажность, газопроницаемость). Для снижения стоимости обжига стремятся не вводить в шихту материалов, не содержащих свинца и других ценностей, и, по возможности, сокращают количество возвращаемого оборотного агломерата, добиваясь максимальной десульфуризации при обжиге.

Количество сульфидов в шихте должно быть таким, чтобы теплоты выделяемой при окислении, было достаточно для поддержания нужной температуры при обжиге и спекании. При избытке сульфидов наступит перегрев, сульфиды спекутся и обжиг прекратится, при недостатке – процесс обжига пойдет холодно и может совсем прекратиться.

Практикой установлено, что 6—8% сульфидной серы в шихте обжига вполне достаточно для поддержания процесса и при этом получается малосернистый агломерат (1—2% S). В редких случаях, когда топлива в виде сульфида недостаточно, в шихту обжига добавляют в небольшом количестве углеродистое топливо (коксовую мелочь и т. п.).

Для получения хороших результатов при агломерирующем обжиге и последующей плавке агломерат должен быть по возможности богаче по содержанию свинца. Усредненный состав шихты, %:

Агломерат 82,8

Пирит 5,0

Железная руда 3,6

Кварц 4,5

Оборотный шлак 4,1

8.4.2 Приготовление шихты

Шихту приготовляют разными методами. Чаще всего для этой цели применяют бункерную или штабельную шихтовку. Комбинированный метод приготовления шихты включает в себя элементы бункерной и штабельной шихтовок.

Бункерную шихтовку производят в шихтарнике, вдоль которого устроено 15—20 (иногда больше) небольших бункеров емкостью по 50—60 м². В каждом бункере хранится один хорошо подготовленный материал шихты обжига.

Бункера шнхтарника снабжены пластинчатыми питателями, c помощью которых одновременно все материалы шихты в требуемом соотношении выдаются на общий сборный транспортер. Материалы, частично смешанные на ленте, подаются этим транспортером в вертикальный ковшовый элеватор, из которого вторым транспортером они направляются в бункера агломерационных машин. До поступления в бункера машин шихту тщательно перемешивают в одном или двух смесителях.

Штабельная шихтовка как наиболее совершенный метод приготовления шихты получила всеобщее признание и широкое распространение. Она была заимствована из практики медеплавильных заводов.

Комбинированный метод приготовления шихты обжига. Подготовка шихты включает четыре операции: дробление, дозировку, штабелирование и грануляцию шихты.

8.4.3 Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов

Обжиг свинцовых концентратов применяют при получении свинца любым методом.

Под обжигом концентратов подразумевается процесс его нагрева до такой температуры, при которой жидкая фаза или полностью отсутствует, или появляется в очень небольшом количестве, а обжигаемый материал претерпевает те или иные физико-химические изменения, полезные для последующих металлургических операций.

Цель обжига. Сульфидные свинцовые концентраты обжигают для тогo, чтобы превратить сульфиды свинца и других металлов в окислы. При обжиге стремятся превратить в окись свинца по важности больше сернистого свинца. Окись свинца — легко восстановимая форма при последующей шахтной плавке. Получение в продуктах обжига сульфатов свинца нежелательно, так как они при плавке будут восстанавливаться до сульфидов. Сульфидный свинец переходит в штейн, вследствие чего снижается извлечение свинца в черновой металл. Часто в концентратах в небольшом количестве присутствуют мышьяк и сурьма, связывающие металлы в мышьяковистые и сурьмянистые соединения. Обжиг превращает в окислы и эти соединения.

Агломерирующий, или спекающий, обжиг — универсальный метод, применяется почти на всех свинцовых заводах. Проводится на агломерационных машинах при максимальной температуре в обжигаемом слое порядка 900—1000° С. При этой температуре процесса в шихте обжига появляется жидкая фаза, смачивающая и цементирующая продукт обжига. В результате получается механически прочный крупнокусковой агломерат.

Усредненный состав агломерата, %: 40 Pb, 16 FeO, 9 ZnO, 8.5 SiO₂